一种可重构状态机的实现方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可重构状态机的实现方法及装置，所述方法包括：中央处理单元通过第一双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构；中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构。本发明专利技术通过中央处理器对双口RAM存储状态机的状态转移表和信号输出编码表进行重构，实现状态机的可重构，不仅可以实现Moore型状态机，也可以实现Mealy型状态机，实现结构简单，成本较低，在可编程逻辑器件中可以有效地、动态地重构复杂状态机，易维护，灵活地满足实际设计的需要。

Method and device for implementing reconfigurable state machine

The present invention provides a method and apparatus for implementing reconfigurable state machine, the method includes: a central processing unit to write the address line through the first dual port RAM and write data line table to reconstruct the first stored in the dual port RAM in the state transfer; the central processing unit through the second dual port RAM to write write the address line and the data line signal encoding of the output table stored in the second dual port RAM for reconstruction. The transfer table and signal output encoding table through reconstructing the central processor of double port RAM to store the state of the state machine, the state machine is reconfigurable, can not only realize the Moore state machine, also can realize the Mealy state machine, which has simple structure, low cost, in programmable logic devices can be effectively reconstruction of complex and dynamic state machine, easy to maintain, flexible to meet the actual needs of the design.

【技术实现步骤摘要】
一种可重构状态机的实现方法及装置
本专利技术涉及数字信号控制领域，尤其涉及一种可重构状态机的实现方法及装置。
技术介绍
大部分数字系统都包括控制单元和数据单元，控制单元通常由状态机组成，控制单元接收外部信号以及数据单元产生的状态信息，产生控制信号，是实现数字系统可靠、有效控制的重要途径。有限状态机(FiniteStateMachine，FSM)，又称有限状态自动机，简称状态机，是表示有限个状态以及在这些状态之间转移和动作等行为的数学模型，在数字可编程逻辑器件的设计中，有限状态机是由寄存器组和组合逻辑构成的硬件时序电路，其状态在时钟跳变沿时刻从一个状态转向另一个状态，下一个状态不但可以取决于各个输入值，还可以取决于当前状态，这里，所述状态是指由寄存器组的1和0的组合状态构成的有限个状态，通常用二进制数编码表示；同时，状态机可产生在时钟跳变沿时刻进行开关的复杂控制逻辑，是数据逻辑的控制核心。进一步地，根据状态机的输出是否与输入有关，可将状态机分为两大类：Moore型状态机和Mealy型状态机。Moore型状态机的输出仅与当前状态有关；Mealy型状态机的输出不仅与当前状态有关，而且和输入值也有关。按传统方法设计的状态机是一种定制状态的寄存器，寄存器是固定的，不具备可重构功能，通常只能满足一组控制单元的需求，如果需要实现多组控制单元，就需要设计多个状态机来满足，通常的方法是编译新的可编程逻辑版本，通过中央处理器或者单片机重新加载版本进行状态机的切换，可编程逻辑的加载和配置进入存储器需要较长的时间，不能及时工作，因此，状态机不能动态地、快速地进行重构，造成使用上的不便。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种可重构状态机的实现方法及装置，能够根据需要实现状态机的重构，降低实现成本。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种可重构状态机的实现方法，所述方法包括：中央处理单元通过第一双口随机存储器RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构；中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构。所述中央处理单元通过第一双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构为：中央处理单元通过第一双口RAM的写地址线和写数据线，以状态机的状态转移条件作为地址进行寻址，将对应的状态机的下一个状态作为数据写入存储于所述第一双口RAM中的状态转移表中。述中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构为：中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线，以输出变换条件作为地址进行寻址，将对应的控制信号作为数据写入存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表中。所述方法还包括：地址计算单元根据第一双口RAM输出的状态机的当前状态和接收到的外部输入信号计算得到第一读地址和第二读地址；所述第一双口RAM根据所述第一读地址读取所述状态转移表，进行状态转移，所述第二双口RAM根据所述第二读地址读取信号输出编码表，输出控制信号。所述地址计算单元根据第一双口RAM输出的状态机的当前状态和接收到的外部输入信号计算得到第一读地址和第二读地址为：地址计算单元对接收到的当前状态进行左移位处理，将移位后的当前状态和所述外部输入信号相加，得到第一读地址，其中，所述第一读地址的高位表示状态机的当前状态，所述第一读地址的低位表示状态机当前的输入条件；或对所述外部输入信号进行左移位处理，将所述当前状态和移位后的外部输入信号相加，得到第一读地址，其中，所述第一读地址的高位表示状态机当前的输入条件，所述第一读地址的低位表示状态机的当前状态；当状态机的状态转移只与状态机的当前状态相关时，将当前状态作为第二读地址进行输出，否则，将所述第一读地址作为第二读地址进行输出。当地址计算单元将所述第一读地址作为第二读地址进行输出时，所述方法还包括：将所述第二双口RAM存储的信号输出编码表和所述第一双口RAM存储的状态转移表进行合并，得到状态转移及信号输出编码表，并存储于所述第一双口RAM或第二双口RAM；其中，所述状态转移及信号输出编码表中存储数据的高位或低位表示状态机的下一个状态输出，所述存储数据的低位或高位表示输出的控制信号。所述第一双口RAM根据所述第一读地址读取所述状态转移表，进行状态转移为：所述第一双口RAM根据所述第一读地址，读取所述第一读地址对应的存储内容，作为所述状态机的当前状态进行输出；其中，所述第一读地址的高位或低位表示状态机状态转移前的当前状态，所述第一读地址的低位或高位表示状态机的当前外部输入条件。所述第二双口RAM根据所述第二读地址读取信号输出编码表，输出控制信号为：所述第二双口RAM根据所述第二读地址，读取所述第二读地址对应的存储内容，并将所述存储内容作为控制信号进行输出；其中，所述第二读地址的高位或低位表示状态机状态转移前的当前状态，所述第二读地址的低位或高位表示状态机的当前输入条件。所述中央处理单元为中央处理器CPU或单片机。一种可重构状态机的实现装置，所述装置包括：中央处理单元、第一双口RAM和第二双口RAM；其中，所述中央处理单元，用于通过所述第一双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构；还用于通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构。所述中央处理单元，具体用于通过第一双口RAM的写地址线和写数据线，以状态机的状态转移条件作为地址进行寻址，将对应的状态机的下一个状态作为数据写入存储于所述第一双口RAM中的状态转移表中。所述中央处理单元，具体用于通过第二双口RAM的写地址线和写数据线，以输出变换条件作为地址进行寻址，将对应的控制信号作为数据写入存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表中。所述装置还包括：地址计算单元；其中，所述地址计算单元，用于根据第一双口RAM输出的状态机的当前状态和接收到的外部输入信号计算得到第一读地址和第二读地址；所述第一双口RAM，用于根据所述第一读地址读取所述状态转移表，进行状态转移；所述第二双口RAM，用于根据所述第二读地址读取信号输出编码表，输出控制信号。所述地址计算单元，包括移位器、加法器和选择器；其中，所述移位器，用于对接收到的当前状态或外部输入信号进行移位处理；所述加法器，用于将移位后的当前状态和所述外部输入信号相加，得到第一读地址；或者将当前状态和移位后的外部输入信号相加，得到第一读地址；所述选择器，用于当状态机的状态转移只与状态机的当前状态相关时，将当前状态作为第二读地址进行输出，否则，将所述第一读地址作为第二读地址进行输出。所述第一双口RAM，具体用于根据所述第一读地址，读取所述第一读地址对应的存储内容，作为所述状态机的当前状态进行输出；其中，所述第一读地址的高位或低位表示状态机状态转移前的当前状态，所述第一读地址的低位或高位表示状态机当前的输入条件。所述第二双口RAM，具体用于根据所述第二读地址，读取所述第二读地址对应的存储内容，并将所述存储内容作为控制信号进行输出；其中，所述第二读地址的高位或低位表示状态机状态转移前的当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构状态机的实现方法，其特征在于，所述方法包括：中央处理单元通过第一双口随机存储器RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构；中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构。

【技术特征摘要】
1.一种可重构状态机的实现方法，其特征在于，所述方法包括：中央处理单元通过第一双口随机存储器RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构；中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构；所述方法还包括：地址计算单元根据第一双口RAM输出的状态机的当前状态和接收到的外部输入信号计算得到第一读地址和第二读地址；所述第一双口RAM根据所述第一读地址读取所述状态转移表，进行状态转移，所述第二双口RAM根据所述第二读地址读取信号输出编码表，输出控制信号；其中，当状态机的状态转移只与状态机的当前状态相关时，将当前状态作为第二读地址进行输出，否则，将所述第一读地址作为第二读地址进行输出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中央处理单元通过第一双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构为：中央处理单元通过第一双口RAM的写地址线和写数据线，以状态机的状态转移条件作为地址进行寻址，将对应的状态机的下一个状态作为数据写入存储于所述第一双口RAM中的状态转移表中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构为：中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线，以输出变换条件作为地址进行寻址，将对应的控制信号作为数据写入存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表中。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地址计算单元根据第一双口RAM输出的状态机的当前状态和接收到的外部输入信号计算得到第一读地址为：地址计算单元对接收到的当前状态进行左移位处理，将移位后的当前状态和所述外部输入信号相加，得到第一读地址，其中，所述第一读地址的高位表示状态机的当前状态，所述第一读地址的低位表示状态机当前的输入条件；或对所述外部输入信号进行左移位处理，将所述当前状态和移位后的外部输入信号相加，得到第一读地址，其中，所述第一读地址的高位表示状态机当前的输入条件，所述第一读地址的低位表示状态机的当前状态。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当地址计算单元将所述第一读地址作为第二读地址进行输出时，所述方法还包括：将所述第二双口RAM存储的信号输出编码表和所述第一双口RAM存储的状态转移表进行合并，得到状态转移及信号输出编码表，并存储于所述第一双口RAM或第二双口RAM；其中，所述状态转移及信号输出编码表中存储数据的高位或低位表示状态机的下一个状态输出，所述存储数据的低位或高位表示输出的控制信号。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一双口RAM根据所述第一读地址读取所述状态转移表，进行状态转移为：所述第一双口RAM根据所述第一读地址，读取所述第一读地址对应的存储内容，作为所述状态机的当前状态进行输出；其中，所述第一读地址的高位或低位表示状态机状态转移前的当前状态，所述第一读地址的低位或高位表示状态机的当前外部输入条件。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周恒箴，鬲莉，张永智，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：